索辰信息科技智能检测维护系统助重型机械延长使用期限
2017-11-15 14:46 来源：索辰信息
重型机械—设备健康监测系统
现状和问题：
国际上，大型冶金机械和电气装备制造商，如SMS、VAI、三菱、Siemens、ABB、东芝等都有完备的设备远程信息检测和故障诊断系统，设备运行状态和故障信息通过网络传递到远程的制造商设备监测中心，对设备状态实施在线监测。另外，监测中心将装备信息与工艺紧密结合，对设备故障进行精密分析和诊断，为设备健康维护提供了良好平台，提升了设备的现代化管理水平，有利于充分挖掘设备潜力，延长设备使用期限。而国内引进装备信息与工艺结合应用不够充分，缺少数字化仿真和模型化设计（MBD）的配合。很多设备运营商即使有PLM或PDM等系统，但缺少将设备群大量数据积累、整合、利用的能力，对设备状态的预判力不足。不能完全做到在线实时监测预警。
设备健康监测智能决策系统包括模拟仿真和大数据可靠性双预测数字平台（如图所示）。该双平台是与真实机器结合的数字化平台，并在云平台上运行，结合数据驱动的分析算法和其他物理量，来模拟健康状态，预测使用寿命和故障。此系统首先从早期设计阶段即建立起一个数字图像，同时在设计阶段，系统信息和物理量就被输入进去，如此，模拟模型被建立起来，这将为未来的分析做坚实的工具基础。初始量可以由统计产生，也可以从测试或者使用数据的制造工艺过程中得到。模拟模型可以被看作是一个真实机械设备的镜像，或者虚拟传感器，能够不断地记录在之后的使用过程中的各种机械状态。最终，它将同PLM、ERP等生产数据管理软件结合，联同云计算技术和可靠性算法，这样的模型可使管理者在有限的数据和恶劣的设备使用环境中，随时知道机械的物理状态，预测设备使用寿命和故障，更好的制定维修保养计划。振华港机希望提高自身维保技术服务能力，提高维保业务效益和利润率，期望未来设备维保成为新的利润增长点。
通过运用先进的检测技术，实时检测起重机状态，通过对岸吊机房内小车及提升机构的电机、齿轮箱、卷筒的装填，对钢丝绳磨损监测实现小车状态受控， 对起重机盐雾度、水分等通过传感器进行检测，对岸吊小车车轮的状态进行振动监测，采用大数据传输处理分析技术，分析起重机的金属结构，可以科学准确地评估预测起重机的剩余疲劳寿命，尤其是大型起重机的剩余寿命。提前预知岸桥故障隐患、判断故障严重程度，精确定位故障部位，避免飞机划停机，同时为维护提供决策支持。进行有针对性的预防，防止伤亡事故的发生，减少经济损失。此外，通过整合设备管理规章制度和业务流程，紧密结合状态监测、维修、使用和环境等信息，对涉及设备健康的因素进行全面过程控制，对维修活动进行计划和优化。
系统架构组成包括如下几部分：
(1) 监测信号采集处理系统
(2) 性能退化模型
(3) 寿命预测：
(4) 故障预警
(5) 性能评价智能子模型分析及设备寿命预测
(6) 维修专家系统
(7) 数值仿真系统
(8) 数据利用服务：健康相关的工业数据集中存储，并按照利用模型以多维方式进行清洗和处理，以供应数据利用。
(9) 管理决策服务
重型机械—疲劳损伤
现状：
在日益严酷的市场竞争中，产品的寿命和可靠性成为人们越来越关注的焦点，每年有大量产品因结构疲劳在其有效寿命期内报废，而重型机械设备中由于疲劳破坏造成的恶性事故也时有发生。耐久性问题的出现造成许多产品失去竞争力，给企业带来巨大的经济损失，同时又使企业形象承受巨大的负面影响。在中国，疲劳耐久性与可靠性问题更是普遍存在，是国产产品缺乏国际竞争力的最重要因素之一。因此许多企业开始将疲劳耐久性定为产品质量控制的重要指标。
随着计算机技术发展而诞生的现代设计技术，使企业以较低的成本设计出高耐久性产品成为可能。通过相应的仿真分析软件，可在物理样机制造之前进行疲劳分析和优化设计，预测产品的寿命，真正实现等寿命周期设计，并可极大地降低制造物理样机和进行耐久性试验所带来的巨额研发费用。
挑战：
疲劳分析是一项较为复杂的分析工作，通常需要分析者对所分析的问题，以及需要从分析中获得什么样的结果有一个深刻的理解，对分析人员的理论基础知识要求比较高。比如，疲劳分析理论中材料的疲劳寿命性能，是基于对大量标准试件的重复疲劳试验得到的，其过程是通过对试件在某一方向上的往复循环加载实现的。所以，对于基于有限元结果的疲劳分析，载荷谱中应力应变的方向一致性是合理的疲劳分析非常重要的因素，常用的疲劳软件却很少提到这一点，分析人员很容易由于忽视它而得到不合理的疲劳预测结果。
索辰提供一款功能强大的疲劳耐久性仿真分析软件。具备完整的通用算法和先进的疲劳分析能力，软件可以模拟绝大多数的疲劳破坏，可以自动实现对评估对象指定载荷方向上的疲劳评估，也可以设自动启用搜索角度的方法，找出复杂载荷历程下的最大损伤方向和相对应的损伤、寿命值。
高周疲劳的应力寿命计算
低周和高周疲劳的应变寿命计算
基于临界面法的多轴疲劳寿命
复杂载荷条件下的耐久极限、安全因子
焊接疲劳寿命
复杂多样的载荷谱构造模式
企业介绍
上海索辰信息科技有限公司成立于2006年，总部位于上海，70%为研发与技术工程师。我们遵照“理性创新、和衷共济、互利共赢”的共同行为准则，基于全球最佳实践和领先技术，为客户提供产品全生命周期协同研制系统软硬件、SAAS服务。产品和服务覆盖研发前沿工程、数字化设计及智能制造。客户广泛分布在重型机械、地面交通、电子、建筑、航空、航天、兵器、船舶、光电、动力设备等行业。
索辰信息科技公司是上海产业技术研究院仿真联合实验室和民企全国军工行业工作委员会副理事长单位，也是上海市软件及高新企业，获得自主软件著作权30余项，通过ISO9001和国军标9001B质量管理体系认证。
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